Paleontología

La paleontología (del griego «παλαιος» palaios = antiguo, «οντο» onto = ser, «-λογία» -logía = tratado, estudio, ciencia) es la ciencia natural que estudia e interpreta el pasado de la vida sobre la Tierra a través de los fósiles. Se encuadra dentro de las ciencias naturales, posee un cuerpo de doctrina propio y comparte fundamentos y métodos con la geología y la biología con las que se integra estrechamente. Puede subdividirse en paleobiología, tafonomía y biocronología, e intercambia información necesaria con otras disciplinas (estudio de la evolución de los seres vivos, bioestratigrafía, paleogeografía o paleoclimatología, entre otras). 

Entre sus objetivos están, además de la reconstrucción de los seres vivos que vivieron en el pasado, el estudio de su origen, de sus cambios en el tiempo (evolución y filogenia), de las relaciones entre ellos y con su entorno (paleoecología, evolución de la biosfera), de su distribución espacial y migraciones (paleobiogeografía), de las extinciones, de los procesos de fosilización (tafonomía) o de la correlación y datación de las rocas que los contienen (bioestratigrafía).

La paleontología tuvo (y tiene) muchísima importancia al permitir entender que la Tierra y sus seres vivos están en constante cambio, los cuales se remontan muchos miles de millones de años en el pasado. Esta comprensión, desarrollada de la mano de los avances en el conocimiento de los procesos geológicos, motivó un cambio en la percepción del tiempo, dando origen al concepto de "tiempo profundo".

La paleontología permite entender la actual composición (biodiversidad) y distribución de los seres vivos sobre la Tierra (biogeografía) —antes de la intervención humana—, ha aportado pruebas indispensables para la solución de dos de las más grandes controversias científicas del pasado siglo, la evolución de los seres vivos y la deriva de los continentes, y, de cara a nuestro futuro, ofrece herramientas para el análisis de cómo los cambios climáticos pueden afectar al conjunto de la biosfera. Además, la paleontología, al generar conocimiento sobre etapas de la historia de la Tierra donde los ambientes y los seres vivos fueron muchas veces radicalmente diferentes a los que se observan hoy, permite desarrollar hipótesis o especular sobre el origen y la potencial presencia de vida en otros cuerpos celestes.

Principios 

La finalidad primordial de la Paleontología es la reconstrucción de los organismos del pasado, no solo de sus partes esqueléticas, sino también las partes orgánicas desaparecidas durante la fosilización, restituyendo el aspecto que tuvieron en vida, su etología, etc. Para ello se vale de los mismos principios ya establecidos: actualismo, anatomía comparada, correlación orgánica y correlación funcional.
 Postulado de producción: los fósiles son productos directos o indirectos de organismos que vivieron en el pasado (entidades paleobiológicas).
 Actualismo biológico: los seres del pasado se regían por las mismas leyes físicas y biológicas, y tenían las mismas necesidades que los actuales. Permite este principio, por ejemplo, afirmar que los peces del Silúrico tenían branquias, porque las tienen los peces actuales (aunque no sean los mismos); y que los dinosaurios ponían huevos, como los cocodrilos, lo cual se ha visto posteriormente corroborado al encontrarse fósiles de huevos, y nidos, conservados en algunos yacimientos.
 Anatomía comparada: Permite colocar a los organismos extintos en el sitio que les corresponde del cuadro general de los seres vivos, obteniendo así el punto de referencia necesario para poder aplicar el principio de la correlación orgánica. Aunque los fósiles solo nos aporten una pequeña parte anatómica de un taxón extinto, la anatomía comparada nos permite inferir y completar determinadas características anatómicas o fisiológicas ausentes de los mismos.
 Principio de correlación orgánica: Postulado por Cuvier. Cada ser orgánico forma un conjunto cuyas partes se complementan, determinando todas las demás y por tanto puede ser reconocido por un fragmento cualquiera, bastando en último término un trozo de hueso para identificarlo.
 Correlación funcional: Conocida mejor como morfología funcional, es la parte de la Paleontología que trata de las relaciones entre la forma y la función, es decir: que intenta relacionar las estructuras observadas en los fósiles con la función que realizaban en el organismo cuando estaba vivo. Para ello utiliza diversos métodos o líneas de análisis.
 Comparación de grupos con estructuras homólogas: Este método, que lleva al paleontólogo a comparar las estructuras de algunos grupos extintos con las de sus correspondientes representantes actuales resulta a veces menos fiable, pues las mismas estructuras o partes anatómicas en un determinado grupo pueden haberse modificado profundamente a lo largo de la evolución y realizar funciones muy diferentes. Del mismo modo, un mismo grupo puede ocupar nichos ecológicos muy diferentes a lo largo del tiempo. Por ejemplo, los mamíferos marinos actuales y sus predecesores terrestres tienen morfología y ocupan nichos ecológicos muy diferentes. La extremidad anterior en ambos grupos, pese a integrar el mismo número de piezas óseas en posición anatómica similar, ha experimentado profundas modificaciones en las formas derivadas de vida marina, y representa una adaptación a un medio y a una función muy diferentes (la natación) de la que realizaban sus antepasados terrestres (la marcha o el desplazamiento sobre el suelo). La comparación de formas y de estructuras homólogas debe tomarse con gran precaución.
 Comparación de estructuras análogas: Este es verdaderamente el método más fructífero y más fiable en Morfología Funcional. Así puede decirse que, mientras que el análisis evolutivo constituye el campo de acción de la homología, el análisis morfo-funcional constituye el campo de la analogía. Este análisis parte generalmente de la comparación de estructuras con una forma similar para inferir una función análoga en ambos grupos (principio de correlación forma-función). Pero dichas estructuras que tienen la misma forma pueden tener orígenes muy diferentes y los grupos que las presentan pueden no guardar una relación filética entre ellos. Así los paleontólogos razonan correctamente que las aletas pectorales de un pez y las extremidades anteriores de un delfín y de un ictiosaurio realizan la misma función. Algo semejante puede decirse del ala de un reptil volador (pterosaurio), de la de un ave y de la de un mamífero volador (murciélago). Todo esto puede analizarse incluso en grupos biológicos que no tienen representantes actuales y que solo conocemos por sus fósiles. Cuando no se dispone de análogos biológicos, se puede recurrir al uso de análogos mecánicos.
 Principio de superposición estratigráfica: Enunciado por William Smith recuperando las ideas de Nicolaus Steno (ley de Superposición de estratos de Steno), un siglo anterior. En una serie estratigráfica normal (no invertida) los estratos de la parte inferior son siempre más antiguos que los de la superior. El contenido en fósiles de dichos estratos debe cumplir el mismo principio. Sin embargo hay que exceptuar los fósiles reelaborados (que han sufrido uno o más ciclos de exhumación —por erosión del sustrato en el que yacen— y resedimentación), y por tanto son más antiguos que los sedimentos que los engloban, o los correspondientes a organismos endobiontes —aquellos que viven o pasan parte de su vida enterrados en el sustrato—, cuyos restos pueden ser más recientes que los sedimentos que los engloban.
 Principio de correlación estratigráfica: Estratos pertenecientes a la misma época se caracterizan por un contenido en fósiles similar. Este principio, en la práctica, es cierto pero con matizaciones, ya que otros factores como las barreras físicas o el clima condicionan esto.

Disciplinas de la Paleontología 

La paleontología moderna sitúa la vida antigua en su contexto a través del estudio de cómo los cambios físicos en la geografía mundial y el clima han afectado a la evolución de la vida, de cómo los ecosistemas han respondido a estos cambios y se han adaptado al medio ambiente cambiante y de cómo estas respuestas mutuas han afectado a los patrones actuales de biodiversidad.

Se divide en tres campos de estudio:

Paleobiología 

Estudia los organismos del pasado en todos sus aspectos, tanto sistemáticos como fisiológicos, ecológicos, evolutivos, etc. Algunas especialidades paleobiológicas son:

 Paleozoología. Se encarga del estudio de los animales extintos, a partir de sus restos fósiles, y de su taxonomía. Aquí se incluyen disciplinas como la Paleoantropología, Paleoentomología o, dentro de la Paleoherpetología, la Dinosaurología. Más frecuentemente se la divide en Paleontología de Vertebrados y Paleontología de Invertebrados.
 Paleobotánica. Se encarga del estudio de seres vegetales o fúngicos extintos y su taxonomía. Es una disciplina menos extendida que la anterior. Se incluyen disciplinas como la Paleopalinología o estudio de pólenes y esporas fósiles.
 Micropaleontología. Es el estudio de los fósiles microscópicos (microfósiles y nanofósiles), para lo cual se emplean técnicas especiales de muestreo, preparación y observación con el microscopio.
 Paleoicnología. Se encarga del estudio de los indicios de actividad (trazas fósiles) de organismos del pasado.
 Paleoecología. Se encarga del estudio de la ecología de los seres vivos del pasado y de la reconstrucción de los medioambientes y los ecosistemas presentes en la Tierra a lo largo del tiempo geológico.
 Paleobiogeografía. Estudia la distribución paleogeográfica de los seres vivos y biomas del pasado y las causas que originaron tal distribución. Es una aplicación de la paleontología a la biogeografía descriptiva e histórica.
 Paleogenética. Aborda el análisis del material genético conservado en restos de organismos antiguos, incluyendo estudios de evolución molecular, filogenia y relojes moleculares.
Paleobiología de la conservación (o paleobiología para la conservación). Utiliza la información de la paleontología con el objetivo de aportar a los problemas de conservación de la biodiversidad actuales.

Tafonomía 

Se encarga del estudio de los procesos de fosilización y la formación de los yacimientos de fósiles. Se divide en dos campos principales: Bioestratinomía, que estudia los procesos ocurridos desde la producción de los restos o señales hasta el enterramiento o paso a la litosfera, y Fosildiagénesis, que estudia los procesos posteriores al enterramiento. El análisis tafonómico previo es indispensable para cualquier estudio bioestratigráfico, paleoecológico o paleobiogeográfico, entre otros, con el fin de evaluar el sesgo tafonómico (es decir, en qué medida los fenómenos tafonómicos distorsionaron la información paleontológica) o, de modo similar, el grado de fidelidad tafonómica (es decir, cuánto se asemejan los conjuntos fósiles a las comunidades de las que provienen). La tafonomía actualista, estrechamente relacionada con la paleobiología de la conservación, tiene como objetivo comprender cómo se formaron los fósiles y los yacimientos fosilíferos estudiando la suerte de los restos de organismos actuales.

Biocronología 

Estudia la edad de las entidades paleobiológicas, su ordenación temporal y la datación de eventos bióticos del pasado. Está estrechamente relacionada con la Bioestratigrafía, aplicación de la Paleontología a la Estratigrafía.

Relaciones con otras ciencias 

Se puede considerar a la Paleontología como una división temporal de la Biología. La Biología facilita una información acerca de los seres vivos sin la cual es imposible hacer una interpretación correcta de los fósiles (esta es una de las bases del actualismo). La Paleontología, por su parte, pone de manifiesto e informa al biólogo cuál fue la vida del pasado y su evolución, constituyendo de esta forma la vertiente histórica de la biología.

Los fósiles tienen un valor intrínseco ya que su estudio es fundamental para la Geología (correlaciones, interpretación de ambientes sedimentarios, determinación de edades relativas, etc.). En cuanto al aspecto aplicado son numerosos los ejemplos que relacionan ciertos organismos con la génesis de yacimientos minerales (como el fitoplancton con el petróleo, el carbón, los fosfatos, etc.). La geología histórica es inconcebible sin el apoyo de los datos paleontológicos que nos dan información sobre Paleogeografía, Paleoclimatología, Paleo-oceanografía, quimismo de las aguas, etc.). De la misma forma la Paleontología necesita de otras disciplinas como la Bioquímica, la Física o las Matemáticas (especialmente la Estadística).

La paleontología es una de las principales disciplinas estudiadas en las ciencias del karst objeto de la espeleología, ocupándose del estudio de los vestigios en cavidades subterráneas.

Técnicas de extracción, preparación y conservación de fósiles 

Existen diferentes técnicas usadas comúnmente en Paleontología para la preparación de restos fósiles.

Métodos mecánicos 

Los límites físicos de los fósiles representan áreas de debilidad, ya que la constitución química es diferente de la matriz que los incluye. Por tanto, para separarlos se puede usar métodos de percusión (martillo y cincel).

 Técnicas de abrasión: La pionera fue la máquina de chorro de arena. Generalmente ahora se usa un gas (aire comprimido, nitrógeno o dióxido de carbono) que propulsa un polvo abrasivo; en este caso el poder abrasivo depende de la presión del gas y del tamaño y características del polvo abrasivo.
 Calentamiento: Se recurre a cambios muy bruscos de temperatura, para separar por dilatación diferencial.
 Técnicas de percusión y desbastado: Se usa un limpiador neumático de fósiles con puntas especiales (mayor tamaño para el desbastado y puntas cada vez más finas para el trabajo delicado). Para ello hay que reconstruir la disposición del fósil antes de empezar, así como comprobar la petrología de la roca y apoyar los especímenes en un elemento que absorba las vibraciones (como un saco de arena).

Métodos químicos 

Se usan en función de la naturaleza de los fósiles y la roca.

Mediante una técnica llamada disgregación química, se trata de agua con detergentes que disminuyen la tensión superficial en la interfase arcilla-agua para rocas arcillosas o limos. El agua oxigenada tiene un efecto similar. Los ácidos también son usados ampliamente utilizados en la extracción de fósiles: ácido clorhídrico (HCl(aq)), ácido fluorhídrico (HF(aq)), ácido nítrico (HNO3), ácido fórmico o ácido acético.

Técnicas de extracción de microfósiles 

Hay que distinguir técnicas dependiendo del tipo de roca.

 Rocas calcáreas: Se utiliza ácido acético (CH3COOH) o fórmico (HCOOH) para fósiles fosfáticos. En este caso se coloca la muestra en un vaso de polietileno y se añade acético (10-15 %) o fórmico que actúa más rápido y puede utilizarse a mayor concentración aunque es más corrosivo. El ácido puede atacar al fosfato en muestras con bajo contenido en carbonato por lo que interesa añadir carbonato cálcico en polvo (obteniendo acetato de calcio). Alternativamente en los sucesivos ataques en la muestra para solucionar este problema se usa una solución (7 % ácido acético concentrado, 63 % agua y 30 % del líquido filtrado procedente de la digestión de muestras previas).
 Rocas silíceas: Se utiliza ácido clorhídrico al 10 %.
 Rocas arcillosas: En este caso se recurre al agua oxigenada o a detergentes.
 Técnicas palinológicas: Se utiliza ácido fluorhídrico o clorhídrico. En primer lugar, las muestras son cubiertas por ácido clorhídrico (HCl) para remover carbonatos, luego son lavadas y centrifugadas tres o cuatro veces. Se da un segundo tratamiento, con ácido fluorhídrico (HF), para remover los silicatos. Al final de la reacción, el residuo orgánico debería ser visible. La muestra se limpia de ácidos mediante decantación y centrifugado, y luego de cristales de fluorosilicatos insolubles.

Técnicas de concentración 

Se utilizan líquidos pesados como el bromoformo (CHBr3, pe 2.89) y tetrabromoetano (C2H2Br4, pe 2.96), pero son muy tóxicos. La alternativa más segura es el uso de politungstato de sodio (3Na2WO4.9WO3.H2O) soluble en agua lo que permite variar su Pe. La ideal es 2,75 o ligeramente más alto para evitar problemas de viscosidad alta y precipitación. Se realiza una filtración con tamices de tamaño adecuado en función de los grupos fósiles.

Secciones delgadas 

La láminas delgadas se llevan a cabo cuando los fósiles y microfósiles poseen una composición igual que la de la matriz y no pueden extraerse sin deteriorarlos o cuando se quieren observar secciones, detalles o la estructura tisular de los mismos.

Consolidantes y adhesivos 

La consolidación o endurecimiento es necesario para la conservación y manipulación de muchos ejemplares. Los adhesivos y consolidantes deben ser fácilmente eliminables en caso necesario. Para aquellos fósiles que hayan sufrido métodos de extracción mecánica se realiza un sellado de fracturas con resinas de acetil-polivinilo y poli-metil-metacrilato solubles en etil-acetato. La última se contrae cuando se seca por lo que no se puede utilizar como consolidante. El cianocrilato se utiliza para reparar pequeñas piezas de fósiles (su estabilidad es desconocida y es prácticamente insoluble). Los métodos químicos de preparación necesitan de adhesivos y consolidantes que protejan a los fósiles del ataque químico y como armazón y refuerzo. El polibutil-metacrilato, poli-metil-metacrilato y cianocrilato son adhesivos de resistencia similar a los ácidos. En todos los métodos de preparación es necesario llevar un meticuloso control de todos los pasos realizados.

Métodos de estudio y análisis paleontológicos 

Dentro de la variedad de temáticas y disciplinas en paleontología, algunas aproximaciones metodológicas suelen ser las más comunes. Los primeros pasos en el estudio de un resto fósil incluyen su descripción anatómica y su comparación con la anatomía conocida de otros seres, seguida de una propuesta de clasificación que asigna un nombre científico al resto y una pertenencia a algún grupo taxonómico. Esto suele complementarse con un análisis filogenético, en el cual se observan una serie de rasgos en el fósil en estudio para cuantificar su anatomía en una matriz de caracteres. Esta matriz es analizada por medio de métodos cladísticos para generar árboles filogenéticos que permitan entender con qué organismos fósiles y actuales estaba más emparentado.

Estudios adicionales pueden incluir el análisis de elementos químicos específicos y isótopos de interés en los tejidos preservados, datos que suelen aportar información valiosa sobre el ambiente en el que el organismo vivió y murió, o sobre su forma de vida. Dentro de la paleobiología, métodos usuales incluyen, además de la morfología funcional, la cuantificación de la forma (morfometría) y su análisis mediante distintas técnicas de estadística multivariada para comprender las relaciones entre forma y ambiente (ecomorfología). El análisis de las propiedades físicas de las formas biológicas se denomina biomecánica, y también es un área activa en paleontología. Otra área de estudio comprende el análisis de las variaciones de forma sufridas por los organismos a lo largo de vida (variación ontogenética), y su evolución. En fases más integradoras del análisis (paleoecología), la reconstrucción paleoambiental implica la confluencia de datos y evidencias de múltiples subdisciplinas (sedimentología, icnología, micropaleontología, etc.). La estadística tanto básica como multivariada suele jugar un rol protagónico en el estudio de todo tipo de datos numéricos en paleontología.

Historia de la Paleontología

Paleontólogos famosos 
La historia incluye buen número de paleontólogos reseñables:

Véase también 
 Anexo:Cronología de la paleontología
 Lista de yacimientos paleontológicos
 Facies
 Geología histórica
 Icnología
 Paleoantropología
 Sociedad Española de Paleontología
 Zooarqueologia

Notas

Referencias

Bibliografía recomendada 

 Aguirre, E. (Coord.) (1989). Paleontología. Consejo Superior de Investigaciones Científicas. Nuevas tendencias, 10. 433 págs. ISBN 978-84-00-06968-1
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 Meléndez, B. (1990). Paleontología. Tomo 3 Volumen 1. Mamíferos (1ª parte). Editorial Paraninfo. 383 págs. ISBN 84-283-1742-9
 Raup, D. M. y Stanley, S. M. (1978 [1971]). Principios de Paleontología. Editorial Ariel. 456 págs. ISBN 84-344-0145-2
 Roger, J. (1980 [1977]). Paleoecología. Editorial Paraninfo, S. A. 203 págs. ISBN 84-283-1038-6
 Rudwick, M. J. S. (1987 [1976]). El significado de los fósiles. Episodios de la Historia de la Paleontología. Hermann Blume. Col. Ciencias de la Naturaleza. 347 págs. ISBN 84-7214-371-6
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Enlaces externos 

 Artículo paleontología general www.spanishminerals.com - Un resumen sobre la Paleontología.
 aragosaurus.com - Grupo de estudios paleontológicos de la Universidad de Zaragoza
 Fósil - Revista de Paleontología
 Galería de paleontólogos Semblanzas de paleontólogos ibéricos e iberoamericanos. Editor: Marcos A. Lamolda (Univ. Granada)
 Grupo Paleo - El mayor portal de paleontología de lengua hispana.
 Investigación GeoPaleoBiológica en Somosaguas (UCM) - Blog del Equipo de Introducción a la Investigación GeoPaleoBiológica en Somosaguas
 Paleontología electrónica - Revista internacional de paleontología, en inglés (página de introducción a la réplica española, en castellano)
 Smithsonian's Paleobiology website: una buena introducción
 Sociedad Paleontológica de Chile
 Sociedad Paleoentomológica Internacional
 Teaching Palaeontology and Palaeoecology 
Consolidación de material óseo fósil: estudio de penetración de consolidantes. En PH investigación n.º 7 (diciembre de 2016)
 Paleontología Mexicana - Revista de paleontología 

 
Ciencias históricas